TWI451695B - 時脈電路以及其重置電路與方法 - Google Patents

Description

時脈電路以及其重置電路與方法

本發明是有關於一種時脈電路的重置電路，以有效對即時電路產生重置。

即時計時器(real time clock,RTC)有廣泛的應用，例如很多電子產品皆有時間的資訊。時間資訊例如可以用於記錄每一個操作事件的發生時間等等的應用。因此，即時計時器也是一個時間參考資訊。

一般方式，即時計時器是依靠靜電容儲存電荷運作。當電池卸除時，運作時間會依據即時計時器電路耗電狀況而有不同。運作時間也就同時會受到靜電容容值與IC製程影響而有所不同。因此，當電荷耗盡時，即時計時器便停止運作。當電池重新安裝之時，即時計時器需依靠一重置訊號來將整個電路重置，以提示使用者此電路失效，需重新設定時間。但此重置訊號之長短與即時計時器起振時間皆受到供電的電壓、電路與元件等不同而所影響。

也就是說，如何確保即時計時器有效重置，是一個問題。

本發明提供時間重置電路與時間重置方法，至少可以有效確保即時計時器的重置。

依照一實施例，本發明提出一種時脈電路可以使用於一時間電路。時間電路根據一參考時脈提供一時間資訊。時脈電路包括一時脈偵測器，用以偵測是否該參考時脈發生中斷現象，其中當該參考時脈發生中斷現象時，發出一時脈中斷訊號做為該時間電路重置之依據。

依照一實施例，在所述的時脈電路中，時脈偵測器由一偏壓單元提供一操作電源。時脈偵測器例如包括一電容器、一開關器以及一比較器。電容器連接於該偏壓單元與一地電壓之間，其中電容器與偏壓單元的一連接端輸出一偵測電壓。開關器連接於偏壓單元與地電壓之間與該電容器並聯。當在參考時脈的一時脈邊緣區間時就導通該開關器，當不在時脈邊緣區間時就斷開該開關器。比較器接收偵測電壓與參考電壓，當偵測電壓大於參考電壓時發出該重置訊號。

本發明提出一種時間重置方法，用於重置一時間電路，包括接收該時間電路的一參考時脈以及偵測是否該參考時脈發生中斷現象，其中當該參考時脈發生中斷現象時，發出一時脈中斷訊號做為是否重置該時間電路之依據。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明提出的時間重置機制可以提供一可靠的重置訊號，其可以不受環境影響，而能提供有效的RTC重置訊號。此電路也能有效的應用電源，可以持續偵測產生參考時脈的震盪晶體，可以確保正確重置電路直到時脈正常工作。

以下舉一些實施例來說明本發明，但是本發明僅限於所舉的實施例。又，實施例之間也可以適當相互結合。

即時計時器是提供一個系統的實際時間，有利於了解整個系統相對時間的一運作狀態。因此，即時計時器電路是一個基本的電路，且需要對應到實際時間，如果即時計時器電路產生的時間不準確，例如會導致系統的每一個事件的對應時間的錯誤。

圖1繪示一個系統配合即時計時器電路的方塊示意圖。參閱圖1，電池透過一電源管理IC 100提供電源給一個系統102，也同時提供電源給即時計時器(RTC)電路104。當電池拆卸時，重置電路106會啟動對即時計時器電路104發出重置訊號。

圖2繪示依據本發明一實施例，時脈電路配合重置電路的方塊示意圖。參閱圖2，時脈電路的架構可以包括一時間電路204及一時脈偵測器208。時間電路204，例如是即時計時器(RTC)電路，根據參考的時脈，用以提供即時資訊給外部系統使用。參考的時脈例如是經由一晶體震盪器(OSC)200提供，再經由緩衝器(BUF)202的延遲後所產生。參考時脈是處於高頻率的時脈訊號，由時間電路204接收後，轉換成時間資訊。

通常狀況下，靜電容電荷未完全耗盡前，也就是說電壓降為0以前晶體震盪器200便會停止運作，其是因為晶體震盪器200的運作需要維持在一操作電壓。

時脈偵測器208是設置在重置電路210中，由電壓產生單元206提供電源，另外也接收參考的時脈，以偵測是否參考時脈發生中斷現象。當參考時脈發生中斷現象時，發出一時脈中斷訊號，例如是高電位，做為時間電路204的重置訊號。當參考時脈回到正常狀態時，時脈中斷訊號例如改變為低電位，而不重置時間電路204。時脈中斷訊號由高電位或是低電位致能是由系統需求決定，並不限制於由高電位致能。

圖3繪示依據本發明一實施例，另一時脈電路配合重置電路的方塊示意圖。參閱圖3，本實施例的架構與操作機制與圖2相似，但是發出的重置訊號例如是先暫時儲存於一儲存裝置300，例如為一暫存器，其經由軟體或是其它硬體讀取此儲存裝置300的值，而決定如何對時間電路204處置，例如對否重置時間電路204。

為了能達到上述時脈偵測器208的功能，以下舉一實施例作說明。圖4繪示依據本發明一實施例，時脈偵測器的電路示意圖。參閱圖4，電壓產生單元206例如是以電流源的方式提供電源給時脈偵測器208。時脈偵測器208接收脈衝形式的時脈。時脈偵測器208由電壓產生單元206提供電源，其中時脈偵測器208包括一電容器220開關器220以及一比較器。電容器220連接於電壓產生單元206與一地電壓之間。電容器220與電壓產生單元206之間的一連接端輸出一偵測電壓，以VRTC表示。開關器218連接於電壓產生單元206與地電壓之間，且與電容器220並聯。開關器218依據時脈控制來控制。當在參考時脈的一時脈邊緣區間時就導通開關器218，當不在時脈邊緣區間時就斷開開關器218。比較器212接收偵測電壓(VRTC)與一參考電壓。參考電壓以VREF表示。偵測電壓(VRTC)大於VREF時就發出重置訊號。

圖5繪示依據本發明一實施例，另一時脈偵測器的電路示意圖。參閱圖5，其電路與操作機制與圖4相似，可以由觸發電路212’來完成。觸發電路212’例如是史密特觸發電路(Schmitt Trigger)。當偵測電壓超過史密特觸發電路所設定的觸發電壓時，就發出時脈中斷訊號做為時間電路的重置訊號。

如何偵測時脈的邊緣以及如何控制開關器218可以採用一般技術達成，而無需特定形式。然而時脈偵測器208是要達到偵測時脈的功效，其機制於圖7描述。

以下先描述時脈邊緣區間的特徵。圖6繪示依據本發明一實施例，時脈邊緣區間的特徵示意圖。參閱圖6，時脈例如是脈衝訊號，其會有上升或下降邊緣。邊緣偵測訊號會在邊緣產生一個短脈衝，可以用來控制開關器的導通與斷開。短脈衝的寬度依實際需要而定。藉由邊緣偵測訊號可以得知時脈是否發生中斷。

圖7繪示依據本發明一實施例，時脈偵測機制示意圖。參閱圖7與圖4，如果時脈是在運作時，邊緣偵測訊號會依其頻率產生短脈衝。此短脈衝會使開關器218導通，促使電容器220放電。在非邊緣的區間，邊緣偵測訊號會斷開開關器218，使電容器220被充電。由於時脈週期很短，因此電容器220的充電時間短，其電壓值VRTC尚未超過參考電壓值VREF就會因放電而回到地電壓。

當時脈發生中斷時，在一短時間不會有邊緣出現。因此，電容器220會被持續充電或甚至達到飽和電壓。如此，當電容器220的VRTC大於參考電壓值VREF就可以判定時脈發生中斷。於是，一重置訊號會被發出。當時脈又回到正常操作時，時脈邊緣又會出現，導致電容器220放電，而停止發出重置訊號。

換句話說，以電路偵測時脈產生電路的時脈。在時脈未正常出現前會發出重置訊號，並維持此訊號直到時脈產生後才會關掉此重置訊號。但若是在過程中，時脈又消失的話，則重置訊號仍會再度發生，直到時脈再度出現。如此可確保電路是運作在有正常時脈的狀況，且電路是被確實重置，不會發生時脈已運作但重置訊號仍未產生之狀況，或是重置訊號已結束，但時脈仍未正常運作。

從操作的流程而言，其可以用一操作流程來表示。圖8繪示依據本發明一實施例，時間重置流程示意圖。參閱圖8，步驟S100代表開始時間重置流程。於步驟S102，偏壓電路起動，以提供所需要的電源。於步驟S104，偵測電路起動，開始偵測時脈的狀態。於步驟S106，決定是否接收到時脈訊號。於步驟S108，如果沒有接收到時脈訊號，就對電容器充電。於步驟S110，對電容器充電時，比較VRTC是否大於VREF，如果VRTC是大於VREF就到步驟S116。如果VRTC不是大於VREF就回到步驟S108。接續步驟S108，於步驟S112，如果接收到時脈訊號就產生開關控制訊號使開關器導通。於步驟S114，由於開關器導通就對電容器產生放電。於步驟S116，發出重置訊號。於於步驟S118，本次的重置動作結束，然而整個流程回會回到步驟S106，繼續偵測時脈。

本發明提出的時間重置機制可以提供一可靠的時脈偵測機制，而能提供有效的RTC重置訊號。時間重置機制也能有效利用電源，持續偵測產生參考時脈的震盪晶體，藉由偵測電路，可以確保發出正確的重置訊號，直到時脈正常工作。

本發明也可以確保時脈的運作直至可操作範圍之極限，而無須受電壓之準位影響。這是因為電路是偵測時脈，在時脈有效之狀況下，電路均可正常運作，無須特別處理。但一般的電路則會需要偵測電壓，預設一臨界值，便將電路停止，以避免運作異常。故在相同的電容量下，此電路可以讓運作的時間更長。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電源管理IC

102．．．系統

104．．．即時計時器(RTC)

106．．．重置電路

200．．．晶體震盪器(OSC)

202．．．緩衝器(BUF)

204．．．時間電路

206‧‧‧電壓產生單元

208‧‧‧時脈偵測器

210‧‧‧重置電路

212‧‧‧比較器

212’‧‧‧觸發電路

218‧‧‧開關器

220‧‧‧電容器

300‧‧‧儲存裝置

S100~S118‧‧‧步驟

圖1繪示一個系統配合即時計時器電路的方塊示意圖。

圖2繪示依據本發明一實施例，時脈電路配合重置電路的方塊示意圖。

圖3繪示依據本發明一實施例，另一時脈電路配合重置電路的方塊示意圖。

圖4繪示依據本發明一實施例，時脈偵測器的電路示意圖。

圖5繪示依據本發明一實施例，另一時脈偵測器的電路示意圖。

圖6繪示依據本發明一實施例，時脈邊緣區間的特徵示意圖。

圖7繪示依據本發明一實施例，時脈偵測機制示意圖。

圖8繪示依據本發明一實施例，時間重置流程示意圖。

200．．．晶體震盪器(OSC)

202．．．緩衝器(BUF)

204．．．時間電路

206．．．電壓產生單元

208．．．時脈偵測器

210．．．重置電路

Claims (1)

1. 一種時間重置方法，用於重置一時間電路，包括：接收該時間電路的一參考時脈；以及偵測是否該參考時脈發生中斷現象，其中當該參考時脈發生中斷現象時，發出一時脈中斷訊號做為是否重置該時間電路之依據，其中是根據該參考時脈的一邊緣發生頻率來決定，當在一段時間內沒有偵測到時脈邊緣變化時判定為發生中斷。